30分钟快速了解云计算

一、什么是云计算？

云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，从可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），共享池内的资源能够被快速提供和释放，管理的工作量或与服务供应商的介入降低至最少。

对云计算这三个字的理解：

云，是网络、互联网的一种比喻说法，即互联网与建立互联网所需要的底层基础设施的抽象体。
“计算”当然不是指一般的数值计算，指的是一台足够强大的计算机提供的计算服务（包括各种功能，资源，存储）。

“云计算”可以理解为：网络上足够强大的计算机为你提供的服务，只是这种服务是按使用量进行付费的。

行业生态：

计算机云经过多年的发展，由一开始的概念，慢慢发展成熟并能够推向市场，提供多种多样的服务，市场空间非常之大。

在云的发展过程中，亚马逊经过多年的深耕积累，发展成为了云行业的标杆企业，甚至是建立了云解决方案的标准。

只要是存在商业价值以及商业利益的存在，就会有更多的公司、人参与进来，google、IBM、思科、Oracle、HP惠普、Intel、华为等IT巨头先后参与进来，在软件和硬件方面提供专门的面向企业的解决方案，纷纷打着云计算、大数据、智能等概念来吸引客户，拓展市场。

另外一方面，基于大数据，存储，云服务等也先后出现一些创新企业，譬如dropbox、rackspace，国内也产生相关的创业公司，譬如七牛、青云、ustack等。

按照开源的习惯来说，只要是有一套成熟的商业软件，就会有一套开源的解决方案（譬如windows之于linux，google的mapreduce、gfs、大表之于hadoop等等），

在云领域，也存在相应的开源解决方案，在开源的云解决方案里有若干公司将解决方案进行开源，而最为著名的有openstack和cloudstack。对于开源行业的领导者redhat来说，redhat在企业操作系统的市场已经做的很好，从RHEL系统的各个版本来都是提供操作系统的稳定版本，在企业级系统市场有相当高的市场份额。redhat特别重视云的发展，并将云操作系统作为未来10年的发展战略重点。并先后收购了openstack，以及ceph等存储企业，壮大自己在云领域的影响力。

随着云领域的发展，逐渐形成了面向企业提供硬件和软件产品产品提供商，面向企业提供服务的服务提供商，面向市场创业企业提供基础服务的服务企业，面向个人提供业务服务的一系列行业生态。

二、为什么要云计算？

从供应商角度：

资源方面：海量资源动态管理，灵活配置，达到高效利用。
人力方面：技术团队的高效利用。

对客户而言：

使用方式多：网络访问无处不在。
成本投入低：按需使用的自助服务，资源可以弹性伸缩。

三、对云计算总结共有五个特性：

1. 基于互联网络

云计算是通过把一台台的服务器连接起来，使服务器之间可以相互进行数据传输，数据就像网络上的“云一样”在不同服务器之间 “飘”。同时通过网络向用户提供服务。

2. 按需服务

“云”的规模是可以动态伸缩的。在使用云计算服务的时候，用户所获得的计算机资源是按用户个性化需求增加或减少的，并在此基础上对自己的使用的服务进行付费的。

3. 资源池化

资源池是对各种资源（如存储资源，网络资源）进行统一配置的一种配置机制。从用户角度看，无需关心设备型号，内部的复杂结构，实现的方法和地理位置，只需关心自己需要什么服务即可。从资源的管理者角度来看，最大的好处是资源池可以近乎无限地增减和更换设备，并且管理，调度资源十分便捷。

4. 安全可靠

云计算必须要保证服务的可持续性、安全性、高效性和灵活性。故对于提供商来说，必须采用各种冗余机制、备份机制、足够安全的管理机制和保证存取海量数据的灵活机制等，从而保证用户的数据和服务安全可靠。对于用户来说，其只要支付一笔费用，即可得到供应商提供的专业级安全防护，节省大量时间与精力。

5. 资源可控

云计算提出的初衷，是让人们可以像使用水电一样便捷的使用云计算服务，极大的方便人们获取计算服务资源，并大幅度提供计算资源的使用率，有效节约成本，使得资源在一定程度上属于“控制范畴”。但如何对云计算服务进行合理的、有效的计费，仍是一项值得业界关注的课题。

四、云计算的实现方式

Private：传统虚拟化

优点：所有事情亲自做，可控，用户成本高。
缺点：要求自身水平高。
典型软件：传统物理主机

IaaS：基础设施即服务

优点：底层硬件到操作系统，都不用用户操心，省事，可以集中精力做业务逻辑。
缺点：服务商提供的东西，非自己自由定制，所以不可控。
典型软件：OpenStack, CloudStack。

PaaS：平台即服务

优点：我不会运维，我只会开发，底层到运行环境，都不用用户操心，省事，可以集中精力做应用项目。
缺点：服务商提供的东西，定制太强，不灵活，只适用于特殊的应用项目。
典型软件：Docker、Rocket、Openshift. . .

SaaS：软件、应用即服务

优点：所有东西由服务商提供，自己只需要花钱使用就行了，对于广大（大中小）企业来说，SaaS是采用先进技术实施信息化的最好途径，如：企业邮箱，财务软件云。
缺点：客户来说，所有东西不可控，安全不安全，看情况。
常见应用服务有：DBaaS、FWaaS、 LBaaS、XaaS . . .
eg: 各种运维平台、日志管理平台、监控平台、财务平台。。。

一切皆服务，即是云计算的最终目标，云计算不是一种技术手段，而是资源利用模式的变革。

云供应商：

亚马逊：国外企业，支持分级别的资源调用。
阿里云：国外企业，支持天级别的资源使用。
青云：国内企业，支持分级别的资源使用。
腾讯云，华为云。。。

目前他们提供的云主机，一般只支持容量扩容，不支持缩小，因为没有需要。

云计算常见种类：

公有云：普遍性，用户按需使用，成本低廉，管理方便。缺点是数据安全没法保证，eg: 亚马逊，阿里云，OpenStack。
私有云：专用性，所有资源都自己提供，安全有保障。eg: vmware 公司云。
混合云：协调性，核心业务用私有云，临时需求/轻量级业务需求使用公有云。

衍生云类型：

托管云：IDC(Internet data center）机房自己做一个私有云，按需出租，支持拓展，不需要用户自己购买设备，用户可以自己管理，也可以让提供商管理，用户只有使用权，产权是提供商的。
专用云：托管云可能出现一女嫁二夫的，安全没有保障，专用云保证你租用的主机只有你自己可以用。
行业云；比如银行不敢使用公有云，银行就会建立一个云，同一行业的使用。省钱安全。eg：正误云，金融云，游戏云。

如何选择？

有实力的企业：自己搞一套云，富裕的话，共享一些。
实力稍微欠缺：核心自己搞，其他功能使用共有云，作为补充，减轻成本。
小微企业：由于自身特性，选择喜欢的云环境。

下图说明一下在互联网行业各个角色的需求（仅局限于云领域）

云解决什么？

1. 封装

将计算能力和软件放在云端，可以减少重复建设，将通用的服务封装起来，达到重用，减少资源的浪费，提高生产效率，并提供成熟的解决方案。

2.安全

云计算将数据和存储，软件逻辑都集中于云端，更能方便的统一构建安全体系

3.灵活

云计算提供灵活的软件和服务端架构

4.性能

通过集群的能力和云端的集成能够提高集群的性能处理

5.伸缩能力

在存储和计算能力方面提供弹性的资源管理，能够按需使用

6.运维

云计算在IAAS角度来看，重要的是运维，能够将运维更加集中化管理，并完全智能化，大大降低人力成本

7.充分利用物理资源

通过云建设，能够将物理资源进行虚拟化处理，屏蔽物理硬件底层，并能够完成物力资源软化进行逻辑管理和分配调度

8.大数据

大数据保存于云端，能够提供数据分析和智能处理

……

当然，云计算还有很多很多好处，给我们带来很多想像空间和IT技术的革命。

云建设的关键问题

计算机基础知识：

计算机自从诞生以来，一直按照冯.诺伊曼的体系发展，在硬件的基础上的操作系统，也分为网络协议体系的实现，内存管理，文件管理体系等等，大致的抽象图：

云建设要解决的问题？

1.管理问题

云计算的实施，首先要解决运维的问题，在云环境下后端是大规模数量的物理节点的集群，对于同时维护数以千计算的计算节点，以及部署结构的复杂，需求的变化，光靠增加人力也难以解决复杂的问题。从而需要构建高效的计算资源管理系统，能够灵活简单的管理运系统，并能够及时的发现问题。

2.计费问题(公有云)

对于公有云而言，因为是面向公众的，必然产生费用的问题，常用的收费方式多种多样，也因为产品的不同而计费方式不同，譬如：网络、存储、cpu、数据库容量等等

3.资源隔离问题

云计算运行在云端，是通过虚拟化体系建立的，虚拟化是建立在硬件之上，多个虚拟化资源同时运行于同一节点（host）中，存在着资源的共享争用问题，这样就存在着资源使用的公平性问题，导致同一Host上的资源使用相互影响。为了使得彼此资源使用相互独立，我们要建立相应的隔离机制。资源的隔离包括：存储、内存、cpu、数据库、网络等，其中网络是最难控制的。

4.安全问题

在云端的应用和基于客户端的安全，面临的环境不一样，客户端方面大多数是病毒问题引起的，而在云端，也存在一些服务器攻击的问题，以及数据相互独立相互影响的问题，以及一些服务端编程的安全问题等。

5.性能问题

对于云来说，需要保证云端的性能问题，包括CPU处理性能，IO处理能力，资源的就近访问，资源数据同步的速度，还需要解决系统底层的性能问题，包括文件处理Cache，存储介质的优化，采用SSD等，或者采用SATA＋SSD的混合方式节约资源和降低成本。

6.存储问题

对于云来说，由于云端是将客户端的数据和运算转移到云端，必须要有足够的存储能力以及足够稳定的存储系统，保证用户数据的安全，对于存储来说，有提供VM虚拟机运行环境的block device（块存储），以及提供KV方式的对象访问存储，这些都需要保证数据复制、数据读写访问的性能和数据永久可用的能力

7.网络问题

对于公有云以及私有云的一些应用场景，需要能够提供网络的逻辑隔离（SDN）或物理隔离，以及对网络的访问灵活问题。构建虚拟化网络，由于物理条件的限制，我们不得不从L2-L4层进行处理，我们常用的方式是：bridge，vlan，gre，sdn（openflow，opendaylight），以及一些厂家的产品等等。

8.高可用问题

高可用问题是在分布式系统中必须要处理的问题，正因为集群的问题，我们必须要从多方面考虑解决的问题，包括保证云管理系统的高可用性，存储介质的高可用性，网络的高可用性，虚拟机高可用问题等等。

9.提高资源利用率问题

对于物理资源的虚拟化，我们有很多种解决方法，KVM、Vmware、xen、Hyperv、LXC等等，在HVM的方式下，对于VM本身的启动需要占用大量的内存、cpu和存储资源，导致系统内存和cpu使用有一定的浪费，基于LXC的解决方案因为是机基于Host OS进程，通过namespace的方式进行隔离的，是一种轻量级的实现，能够在资源初始化，资源利用率方面能够最大化，对于各个应用场景来说，我们可以选用合适的解决方案。

虚拟化 vs 云计算

虚拟化：

一种技术，目的在于提高资源利用率，并将底层硬件和上层应用软件进行隔离，使上层软件及应用计算变得更加弹性可控，最终达到有限成本的高价值。

默认情况下虚拟化技术默认并不对外，将底层资源抽象为上层应用软件服务，一个没有被服务化的虚拟化环境只能被称为资源池。只有内部管理人员才可以操作。

云计算：

以虚拟化技术为核心和基础，面向服务架构SOA（service oriented architecture）的一种实现，将虚拟化环境资源池隐藏起来，将其上层应用软件形成丰富的云管理接口，达到所有人自由使用所有资源的一种现象，他是一种资源使用模式的变革。

虚拟化是一种技术，云计算是资源交付模式，云计算不等同于虚拟化而是基于虚拟化。

云计算就介绍到这里。

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